工模具钢离子多元共渗的研究

本文进行了三种离子多元共渗工艺的对比试验研究，探讨了添加稀土、硼对氯化的影响。研究结果表明，对离子轰击化学热处理过程，稀土同样具有活化、催渗的作用。加入稀土提高了离子氮化层的硬度并增加渗层厚度。对渗层表面氮浓度分析表明，以加硼、稀土离子氮化的试样表面氮浓度最高，而以纯氨离子氮化最低。离子探针分析证实了稀土、硼的渗入，并在渗层中形成了浓度梯度，俄歇电子能对材料表面杂质元素如硫、磷的分析表明，稀土促进了试样表面硫、磷的富集，这一方面净化基体的晶界，另一方面聚集在表面的氧、硫、磷在零件承受磨擦负荷的情况下，有润滑、减摩的作用。     

硫碳氮共渗及稀土的作用

在渗剂中不加稀土和加入不同量稀土的条件下，对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢进行了硫碳氮共渗试验。用金相法和显微硬度法测定了硫碳氮共渗动力学曲线。利用二次离子质谱仪和Ｘ射线光电子能谱仪，对稀土在试样表面分布与存在状态进行了研究。结果表明，适量稀土对硫碳氮共渗具有明显的催渗作用；稀土能渗入钢中，渗入试样表面的稀土以氧化物和固溶态的形式存在；稀土通过促进碳氮硫原子在表面的吸附及破坏表面氮化层，清洁界面，加速硫碳氮共渗     

38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗等离子多元共渗复合工艺研究

目的探索38CrMoAl喷丸预处理与稀土离子多元共渗复合强化新工艺的效果及其机理。方法通过设计正交实验筛选出最优处理工艺,在最优工艺参数条件下进行对比试验,分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度,观察其金相组织,利用SEM和能谱分析研究每组试样渗氮层的性能及产生原因。结果 38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗的最优工艺参数为:渗氮温度540℃,氨气流量2.0 L/min,保温时间9 h。38CrMoAl钢试样的最大硬度为1221HV,渗层厚度为355μm。38CrMoAl钢试样的金相显微组织分析表明,喷丸预处理、稀土催渗对等离子多元共渗有促进作用,两者复合工艺的多元共渗作用效果大于单一稀土催渗和等离子多元共渗工艺。38CrMoAl钢试样渗层的能谱检测结果显示,复合处理工艺与单一处理工艺相比,在同一深度渗入的氮、碳、氧元素含量以及渗层深度均有明显提高。结论喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗工艺优于普通多元共渗和稀土多元共渗,喷丸和稀土的复合处理可以显著增强渗层厚度和渗入元素含量,有利于材料表面性能的提升。     

稀土对离子硫氮碳共渗的影响

研究了稀土浓度，保温时间对渗层深度和性能的影响，探讨了稀土元素对离子硫氮碳共渗的催渗机理，试验结果表明，在渗剂中加入一定量的稀土对离子硫氮碳共渗具有明显的催渗作用，可使渗层深度提高约２５％，硫化物层牢固，表面硬度增高且渗层硬度梯度平缓，耐磨性提高５０％以上。     

稀土时离子硫氮碳共渗的影响

研究了稀土浓度、保温时间对渗层深度和性能的影响，探讨了稀土元素对离子硫氮碳共修的催渗机理。试验结果表明，在渗剂中加入一定量的稀土对离子硫氮碳共渗具有明显的催渗作用，可使渗层深度提高约２５％，硫化物层牢固，表面硬度增高且渗层硬度梯度平缓，耐磨性提高５０％以上。     

稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用

本文综述了近十几年来稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用以及稀土对渗层组织性能的研究概况，并对其作用机理作了初步探讨。     

碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理在20Cr钢耐火砖模具中的应用

在20Cr钢耐火砖模具表面进行了碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理的生产试验研究.结果表明,复合处理硬化层的硬度梯度较平缓,稀土硼碳氮共渗层、碳氮共渗层以及基体形成了冶金结合,使模具寿命提高了80%以上.     

钢在A1相变点之下的稀土硼氮共渗

研究了钢在Ａ１相变点以下温度进行固体稀土硼氮共渗的工艺方法、渗剂的成分;分析和测试了共渗层的组织结构、渗层深度及表面硬度;对比了渗层耐磨性和抗蚀性。结果表明,低温稀土硼氮共渗可使钢件获得实用的硬化层,这种渗层具有根高的磺度、耐磨性及抗蚀性。     

碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理

探讨了碳氮共渗与深层稀土硼碳氮共渗复合处理工艺.结果表明:复合处理在工艺上是可行的;复合处理试样的截面组织由表层稀土硼碳氮共渗层、中间碳氮共渗层及内部基体组织三部分组成;相当于在高硬度表层与较软基体中间插入一层中等硬度的过渡层,减小了硬度梯度,有效避免工件在工作过程中高硬度表层的剥落.     

稀土催渗下的45钢固体渗硼工艺研究

采用固体粉末渗硼法对45钢基体表面进行稀土催渗下的渗硼实验.通过金相和X射线衍射研究了渗硼后的物相组成和组织演变,讨论了渗硼过程中的硼化物形成动力学和稀土催渗硼机理.结果表明,45钢在稀土-硼共渗下可形成连续单一的Fe2B相硼化物;渗硼层组织致密,硼化物齿呈现直长而细密地垂直楔入基体的形貌特征,与基体牢固结合;稀土能对渗硼过程起到催渗作用,使渗硼速度加快,渗硼层厚度增加,但存在一个最佳稀土添加量,使渗硼催渗效果最好;稀土催渗作用是稀土对渗硼渗剂产生催化作用和对基体表面活化作用的综合结果;硼化物形成动力学符合抛物线规律,随渗硼时间延长,渗层厚度先快速增加,后缓慢增加.     

含稀土固体渗硼剂渗硼处理试验

本文介绍一种廉价含稀土固体渗硼剂，并进行了渗硼处理试验，通过渗层组织的观察和渗层硬度的测定以及渗硼剂重复使用性的探讨。结果表明：采用该渗硼剂可使钢件表面获得较好的渗硼层，且稀土可以提高渗层的质量。     

稀土在渗硼中渗入机制和作用机理的讨论

研究了45钢表面硼稀土共渗，讨论了稀土元素的渗入机制、催渗机理及稀土催渗效果出现最佳值的原因。在硼砂型渗硼剂中加入适量的稀土有利于45钢渗硼层质量、厚度及性能的提高，稀土加入量的最佳值为10％。     

稀土对Q345钢渗硼层的影响及其催渗工艺研究

研究了在渗硼剂中添加氧化铈稀土对Q345钢渗硼层组织和厚度的影响,并通过正交试验法确定了催渗工艺。分析表明:适量地添加氧化铈稀土,可显著改善渗层组织,并能使渗层厚度增加10%以上。正交试验结果表明,最佳催渗工艺为:渗硼温度920℃,渗硼时间7h,氧化铈添加量为2%。     

添加微量硼对离子渗氮渗层组织性能的影响EI北大核心CSCD

以42CrMo钢为材料,探索添加微量硼对离子渗氮效率和渗层组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损测试仪等仪器对截面显微组织、物相、截面硬度、渗层韧性以及耐磨性等性能进行测试和分析。研究结果表明,离子共渗可显著提高渗氮效率,在相同离子渗氮工艺520℃保温6 h条件下,化合物层厚度随B添加量增加逐渐加厚,由常规离子渗氮处理后的18.78μm增加到29.44μm;同时硼氮离子共渗后在化合物层与扩散层相连处形成了锯齿状垂直楔入基体的硼铁化合物FeB和Fe_(2)B,达到增强渗层与基体结合力及提高渗层硬度的显著效果。随B添加量增加,试样表面硬度和有效硬化层深度都逐渐提高,表面硬度可由常规离子渗氮的750 HV_(0.05)提高至100 2 HV_(0.05);有效硬化层厚度由常规离子渗氮的265μm增加到355μm,相当于渗氮效率提高约35%。硼氮离子共渗处理后试样耐磨性和渗层韧性明显高于常规离子渗氮。     

稀土在离子氮碳共渗中的应用

采用光学显微镜、显微硬度计、Ｘ射线衍射仪和俄歇能谱仪等手段研究了稀土及稀土加入量、共渗时间对渗层厚度、硬度及渗层组成的影响。研究结果表明，稀土对离子氮碳共渗过程有明显的催渗作用，尤其是一些难渗氮的奥氏体不锈钢。在给定条件下，稀土的催渗效果有一最佳含量。稀土对渗层相组成也有影响。     

稀土氮碳硼共渗对45钢疲劳性能的影响

研究了稀土氮碳硼共渗对45钢疲劳性能的影响。结果表明，稀土氮碳硼共渗处理后，45钢疲劳寿命显著提高，裂纹形成延迟，裂纹扩展速度降低。表面出现残余压应力和表面硬度提高是稀土氮碳硼共渗处理改善45钢疲劳性能的主要原因。     

加稀土硼氮共渗提高烟机配件使用寿命的研究

用正交试验法确定了加稀土硼氮共渗工艺参数及稀土加入量，用金相显微镜、X射线衍射仪及SAM观察和分析了渗层组织、相结构及微区成分；将加稀土硼氮共渗样与硼氮共渗样进行磨损试验，结果表明：加稀土后耐磨性能明显提高；渗层脆性及硼化物致密度得到改善；渗层中碳、氮含量提高，增强了硼化物与基体的结合强度。生产实践表明：加稀土硼氮共渗的使用寿命较普通硼氮共渗处理的提高20％。     

钢中稀土对化学热处理的影响与作用机理

介绍了钢中稀土对离子氮化、离子硫氮碳共渗及气体渗碳的影响，提出了钢中稀土促渗的“气团－通道”模型。指出稀土是通过直接和间接作用来加速氮、碳的扩散与氮、碳化物的形成。因此，钢中稀土具有显著的促渗作用，并提高渗层硬度。     

渗硼处理对Cr12冷轧辊表面组织及性能的影响

以Cr12冷作模具钢轧辊为研究对象,通过固体渗硼方法在其表面进行渗硼研究。使用单一变量法研究了渗硼剂类型、渗硼处理温度和处理时间对渗层厚度及性能的影响。同时借助蔡司金相显微镜对渗层组织进行分析,利用环-块摩擦试验机对渗硼前后的试样进行磨损实验。实验结果表明:使用硼铁型渗硼剂得到的渗层较厚,渗层较为平整。在渗硼实验过程中,最佳热处理参数为:渗硼温度950℃,保温时间5 h。在本次实验所选取的热处理参数范围内,渗硼层厚度随温度的升高和保温时间的延长而增加。试样经过渗硼处理后,表面形成的渗硼层增加了表面硬度,提高了表面耐磨性。     

喷砂预处理与离子氮碳氧硫复合工艺

按照不同共渗工艺参数,分别对38CrMoAl钢试样进行喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理和离子氮碳氧硫共渗处理.结果表明,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合工艺有利于缩短共渗时间和降低共渗温度;在相同的共渗介质与共渗参数下,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理的表面硬度可达913 HV0.2,渗层厚度大约为0.33 mm,比离子氮碳氧硫共渗分别增加了35％和43％;经喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理后耐腐蚀性增加.